Die Messung der Zeit ist eine Notwendigkeit im Leben. Ob die Zeit lang oder kurz ist, ist allein aufgrund des Gefühls nicht genau. Objektiv brauchen wir ein „Maßband“, um die Zeit zu messen. Zum Beispiel ist die Geschwindigkeit der Erdrotation sehr gering, und wenn die Anforderungen nicht zu hoch sind, kann sie als konstant angesehen werden. Die Zeit, die die Erde braucht, um sich einmal um ihre Achse zu drehen, ist ein Tag und eine Nacht. Um die Zeit noch genauer zu unterteilen, müssen wir eine noch kürzere konstante Bewegung als Maßstab für die Messung suchen. Bereits im 16. Jahrhundert während der Renaissance in Europa beobachtete der italienische Wissenschaftler Galileo Galilei zufällig, dass selbst die Pendelbewegung der in Kirchen hängenden Lampen immer kleiner wurde, die Zeitspanne jedoch immer gleich blieb. Diese Entdeckung war sehr wichtig, da sie eine einfache Methode zur Zeitmessung bot. Wenn man es schafft, ein Pendel zum Antreiben der Minuten- und Stundenzeiger zu verwenden, kann man eine genaue mechanische Uhr herstellen.
Aber um diese mechanische Uhr mit Pendel in die Realität umzusetzen, musste ein großes Problem überwunden werden. Das Pendel wird beim Schwingen unvermeidlich durch verschiedene Widerstände gestört, wie z. B. die Reibung in den Lagern und der Luftwiderstand. Aufgrund dieser Widerstände wird die Amplitude des Pendels immer kleiner und schließlich ganz zum Stillstand kommen. Um dieses Problem zu lösen, erfanden clevere Handwerker das „Ankerwerk“. Dieses Gerät besteht aus einem Ankerrad und einer Ankerschwinge. Das Ankerrad ist mit dem Schwunggewicht verbunden, und die Ankerschwinge ist mit dem Pendel verbunden. Wenn das Schwunggewicht auf eine höhere Position gehoben und dann losgelassen wird, fällt es unter der Wirkung der Schwerkraft langsam herab und stößt gleichzeitig gegen die Ankerschwinge. Das Geniale des Ankerwerks besteht darin, dass der Stoß immer in die gleiche Richtung wie die Bewegung des Pendels erfolgt. Bei jeder Schwingung des Pendels wird die durch Widerstände verlorene Energie durch den Stoß des Ankerwerks wieder aufgefüllt, und die Amplitude des Pendels nimmt nicht ab. Bereits in der Song-Dynastie wurde dieses clevere Ankerwerk in wasserbetriebenen „Wasser-Uhr-Instrumenten“ eingesetzt. 1656 entwarf der niederländische Wissenschaftler Christiaan Huygens die erste Pendeluhr mit Ankerwerk.
In der Physik wird die Arbeit, die auf ein Objekt ausgeübt wird, multipliziert mit der Entfernung, die das Objekt zurücklegt, als „Arbeitsleistung“ bezeichnet. Wenn die Bewegungsrichtung des Objekts mit der Richtung der Kraft übereinstimmt, ist die geleistete Arbeit „positiv“. Die Wirkung der positiven Arbeit besteht darin, die Energie des Objekts zu erhöhen. Wenn die Richtungen der Bewegung und der Kraft entgegengesetzt sind, ist die geleistete Arbeit „negativ“, und ihre Wirkung besteht darin, die Energie des Objekts zu verringern. Während der Bewegung des Pendels wirkt die Reibung in die entgegengesetzte Richtung der Bewegung des Pendels, während der Stoß des Ankerwerks in die gleiche Richtung wie die Bewegung des Pendels erfolgt. Wenn die durch Reibung verlorene Energie des Pendels genau durch den Stoß des Ankerwerks ausgeglichen wird, bleibt die Energie des Pendels konstant, und die Uhr kann ununterbrochen weiter schwingen. Die verlorene Energie des Pendels verschwindet nicht einfach, sondern wird in Form von Wärme in eine andere Energieform umgewandelt. Die vom Ankerwerk zugeführte Energie wird ebenfalls nicht aus dem Nichts erzeugt, sondern kommt vom Herabfallen des Schwunggewichts. Wenn das Schwunggewicht auf seinen niedrigsten Punkt herabgefallen ist, muss es von Hand wieder hochgezogen werden, damit die Uhr weiterlaufen kann. Es gibt viele Methoden, um Energie zu ergänzen, aber es ist üblicher, ein aufgezogenes Stahlfederset anstelle des Anhebens des Schwunggewichts zu verwenden. In der objektiven Welt kann Energie nicht aus dem Nichts geschaffen oder vernichtet werden, sondern sie wird nur in verschiedenen Formen zwischen verschiedenen Objekten umgewandelt. Dies ist das in der Natur allgegenwärtige Gesetz der Erhaltung der Energie.